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Projekt

Ringularity

Wearable Health Devices (WHDs) ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung physiologischer Parameter, essenziell für Prävention und Krankheitsmanagement [1]. Smart Rings bieten hierbei eine diskrete Alternative zum 24/7-Monitoring. Studien bestätigen ihre hohe Genauigkeit bei Herzfrequenz und Schlafdauer [2], was sie für nutzerzentrierte Gesundheitsanwendungen prädestiniert.

Ziele

Entwicklung von “Ringularity”: Eine skalierbare, plattformübergreifende Mobilanwendung zur Erfassung, Visualisierung und persistenten Speicherung von Smart-Ring-Daten. Ziel ist es, die technische Lücke zwischen Sensor-Hardware und intuitiver Gesundheitsanalyse zu schließen.

Methoden

Das System basiert auf dem Flutter-Framework (Single-Codebase für iOS und Android) und folgt einer Local-First-Architektur, wie in Abbildung 3 dargestellt:

  • Datenerfassung: Via Bluetooth Low Energy (BLE) vom Smart Ring.
  • Speicherung: Lokales Caching (SharedPreferences) für minimale Latenz und Offline-Fähigkeit, synchronisiert mit einem PostgreSQL-Backend zur Datensicherung.
  • Visualisierung: Echtzeit-Rendering von Vitalparametern (Herzfrequenz, Stress, Herzratenvariabilität).

Ergebnisse

Die implementierte Applikation gewährleistet ein stabiles Echtzeit-Monitoring:

  • Übersicht: Wie in Abbildung 1 dargestellt, fasst das Dashboard tägliche Ziele wie Schritte und Schlaf in einer ringbasierten Visualisierung zusammen.
  • Aktivitätstracking: Wie in Abbildung 2 dargestellt, können über die Aktivitätsoberfläche vordefinierte Trainingsmodi ausgewählt werden, wodurch eine präzise Erfassung der Sensordaten und GPS erfolgt.
  • Performance: Signifikante Reduktion der Ladezeiten durch lokales Caching, unabhängig von Server-Verfügbarkeit.

Diskussion & Ausblick

Die Kombination aus Flutter-Architektur und Smart Rings erweist sich als valide Lösung für das Gesundheitsmonitoring. Während die Herzfrequenzmessung präzise ist, bleibt die Schlafphasenbestimmung eine Herausforderung [2]. Zukünftige Arbeiten fokussieren auf Machine-Learning zur Anomalie-Erkennung [1].

Literatur

[1] Lu, L., Zhang, J., Xie, Y., Gao, F., Xu, S., Wu, X., & Ye, Z. (2020). Wearable health
devices in health care: Narrative systematic review. JMIR mHealth and uHealth, 8(11), e18907. https://doi.org/10.2196/18907
[2] Fiore, M., Bianconi, A., Sicari, G., Conni, A., Lenzi, J., Tomaiuolo, G., Zito, F.,
Golinelli, D., & Sanmarchi, F. (2024). The use of smart rings in health monitoring—A meta-analysis. Applied Sciences, 14(23), 10778. https://doi.org/10. 3390/app142310778

Abbildung 1: Das Dashboard dient als zentrale Schnittstelle der App. Es ermöglicht dem:der Nutzer:in einen schnellen Überblick über seine:ihre tägliche Gesundheits-Performance, dargestellt durch Fortschrittsringe für Schritte, Schlaf und Aktivität. Zusätzlich bietet es direkten Zugriff auf detaillierte Echtzeit-Daten wie Herzfrequenz und Stress sowie die Möglichkeit, historische Daten durch einfaches Blättern einzusehen. © FH JOANNEUM / eHealth

Abbildung 2: Aktivitäten: Diese Benutzeroberfläche dient der Initiierung spezifischer Trainingseinheiten. Die Auswahl aus vordefinierten Aktivitätsmodi (z. B. Laufen, Radfahren) ermöglicht eine präzise Erfassung von Herzfrequenzverlauf, Schritten und GPS-Routen via Google Maps API. Zusätzlich gewährleistet die Funktion zur Definition eigener Aktivitäten (Add New Activity) eine flexible Anpassbarkeit an individuelle Trainingseinheiten. © FH JOANNEUM / eHealth

Abbildung 3: Systemarchitektur: Datenübertragung vom Smart Ring zur mobilen App erfolgt via Bluetooth Low Energy (BLE). Nach lokaler Vorverarbeitung werden die Informationen über eine gesicherte REST-Schnittstelle (JSON) mit dem Ruby on Rails Backend synchronisiert. Eine PostgreSQL-Datenbank dient dabei als zentraler Speicher für die akkumulierten Langzeitdaten, wobei eine bidirektionale Synchronisation die Datenkonsistenz zwischen Server und App sicherstellt. © FH JOANNEUM / eHealth

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